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Espí, J. A., 2017. Origen y modelo de formación de la piedra semi-preciosa Larimar en la Sierra de Bahoruco, República Dominicana. Boletín Geológico yMinero, 128 (3): 803-827ISSN: 0366-0176DOI: 10.21701/bolgeomin.128.3.014

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Origen y modelo de formación de la piedrasemi-preciosa Larimar en la Sierra de Bahoruco,

República Dominicana

J. A. Espí(1) yC. Pérez-Puig Obieta(2)

(1) Universidad Politécnica de Madrid. Escuela de Ingenieros de Minas y Energía. Ríos Rosas 21, 28003 [email protected]

(2) Universidad Politécnica de Madrid. Escuela de Ingenieros de Minas y Energía. Ríos Rosas 21, 28003 [email protected]

RESUMEN

La investigación sobre el origen y evolución de una piedra preciosa como el Larimar, en la RepúblicaDominicana, ha precisado, para su comprensión, de las mismas herramientas que un yacimiento metálicocon sentido económico. Esta piedra tan singular es la consecuencia de variados procesos que condicionan,primero, la aparición de una pectolita sin valor estético alguno y, después, modifican las sus condiciones deformación hasta que conseguir un producto excepcional por su coloración. El proceso en la Isla Hispaniolacomienza en el Cretácico Superior con emisiones de lavas basálticas que construyen un “plateau” oceánicoque, en el yacimiento de Larimar de los Cheheses, emerge y, en colaboración con la deposición de materia-les orgánicos, la alteración hidrotermal de la pila volcánica produce una concentración de pectolita de colo-ración azulada apta para su uso en joyería. La tectónica del Mioceno-Plioceno complicará su estructura hastaconfigurar la disposición actual, al mismo tiempo que hace aflorar los materiales volcánicos ocultos debajode una potente serie sedimentaria eocena.

Palabras clave: geología Caribe, metalogenia, mineralogía, piedras preciosas.

Origin and model formation of the semi-precious Larimar stonein the Sierra de Bahoruco, Dominican Republic

ABSTRACT

The investigation of the origin and evolution of the Larimar gemstone in the Dominican Republic, has requi-red the same scientific tools as used for some valuable metal deposits. This singular stone is the consequen-ce of various processes that determine, firstly, the emergence of a pectolite without any aesthetic value, andthen the conditions are modified until finally an outstanding product is obtained due to its coloration. The pro-cess in the Hispaniola Island begins in the Upper Cretaceous with basaltic lava emissions which create an oce-anic “plateau” in the Checheses Larimar area, then emerge and, with the help of the deposition of organicmaterials, produce a hydrothermal alteration of the volcanic pile producing a pectolite concentration with ablue coloration suitable for use in jewellry. The Miocene-Pliocene tectonic changes its primitive structure untilthe current form is configured ated, whilst at the same time the hidden volcanic material crops out below athick Eocene sedimentary series.

Keywords: Caribbean geology, gemstones, metallogeny, mineralogy.

ABRIDGED ENGLISH VERSION

Aim of the study

The Larimar stone is a green and blue coloured pectolite. Its attractive colour and its hardness, the possibility

ARTICULO 14_ART. El material tipo de la 28/09/17 08:16 Página 803

of polishing it and making it shine make this material an excellent jewellery stone. This pectolite variety is amineral singularity not found anywhere else in the world (Fig. 1 and 2).

The ore geology

The Los Checheses Larimar mine is situated in the geological domain called Hotte-Salle-Bahoruco (Lewis andDraper, 1990). Tectonostratigraphic units run through the island with a WNW-ESE direction marking structuralzones. The unit containing the Sierra de Bahoruco, is named as ZFEPG (Enriquillo-Plantain Garden). In the areaoccupied by the Larimar exploitations and its surroundings, Cretaceous Cenozoic volcanic and sedimentarymaterials emerge. According to Marc Joubert and others, the oldest materials correspond to the basic characterof volcanic episodes that form the substrate of subsequent sedimentary series and have been dated by analogyto the Upper Cretaceous (Training Dumisseau) and emerge in different areas of the island, always related tothe arc-island and the Caribbean oceanic plateau. According to Girard et al. (1982), these basalts are of a non-orogenic, tholeiitic oceanic type.In the immediate surroundings of the Checheses Mine, the structure is strongly dominated by the

laminations in a “structural flower”, linked to the Cito River sinistral fault. Furthermore, in a much wider area,this provision seems to be repeated in a much larger fractal dimension. The main deformation in the studyarea occurs from the Lower-Middle Pliocene to the continued lifting of neighbouring mountains and thrust onthe Enriquillo basin. The deformation and lifting continued throughout the Holocene to the present.A substrate of volcanic basaltic composition is where the Larimar mineralization “arm” is. It appears as no

more than a kilometer in length and divided into structural units. In the Larimar Mine, volcano sedimentaryseries appear thanks to the strain caused by the Cito River fault.Volcanic terms that have been observed from the drill holes, the 420m of the main gallery and the fronts of

the small underground mining and scarce outcrops in the exploitation area rarely produce a clear stratigraphicsequence. This is due to the internal basaltic lenses accommodation and the overlapping of tectonic sheets. Itcan differentiate the following terms from more modern to oldest:- A polygenic or pyroclastic series that covers other terms, mainly lavas.- Several episodes or basaltic lavas rarely intact, massive, brecciated and hydrothermally altered. In the

lower part pillow lava figures have been detected (Fig. 9).- Tuff phases interspersed in the previous episodes, sometimes confused with slope deposition phenomena.- In the SYSMIN gallery, a micro-basalt dike appeared, homogeneous and fresh.- Volcanic slope-material flow. Various types of phenomena related to flow deposition slope have been

recognized: “avalanche flow”, “debris flow”, “lahar”. J. A. Espi (1997 and 2008), has devoted much attention todefining and recognizing each of the above terms, concluding that slope sedimentation is between avalanchephenomena and others with minor particle size and greater extent, always with abundance of liquid betweenthe intergrain spaces. It is thought that the overall slope profile corresponds to a situation situated betweenmedium and low slope and showing a confrontation area between soil destabilization and intense plantcolonization.- Paleo-soils, channels and surface crusts. These phenomena are repetitive and in general, ancient soils

present very similar structures: clay, clay minerals, rock fragments and saprolites altered base (Figs. 8 and 9).The presence of organic matter signals (coked plant stems, fruits, etc.) is widespread on these levels, indicatingthe degree of plant colonization.- In principle, the area occupied by the Larimar mining operations is divided into five distinct structural

sheets, in addition to presenting internal links within them and transition zones. Within each, at least two of thethree recognized stratigraphic terms present throughout the area surround the most important exploitations:basic type of volcanic materials, comprising basaltic effusions both slope and other depositional types, withor without flow. Above this heterogeneous phase pyroclastic deposition overlaps nearly 30 meters at itsthinnest area. Above it greatly tectonized calcareous sedimentary series appear.

Formation conditions of bluish pectolite

The Spanish National Coal Institute has studied selected samples containing organic materials on slopes ofthe volcanic depositional series. The most important conclusions related with the genesis study are asfollows:- The heating of organic matter, charcoal, must have been very fast. The conditions cannot have be very

oxidizing or for a very long time.- The condensed volatiles deposited in cracks and interfaces, were probably formed by a procedure similar

to pyrolytic carbon deposited in voids and cavities in the process of coking coal. The process temperature wasprobably around 300 °C.

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Furthermore, fluid inclusions trapped in crystallographic planes of calcite have been studied. In them, thesalinity varies between 3.5 and 5.5% eq. NaCl, indicating a moderate salinity fluid, even somewhat above theseawater, which seems to indicate that the source may be hydrothermal fluid or a mixture. Two temperaturesare recognized, one (the most abundant) in the range of 280 °C to 290 °C and the second over around 340 °C(Fig. 26).

Model proposal

The process starts in the volcano with flow hillside deposition of fine materials episodes such as lahar typeproducts on slope instability, sometimes with detachment of large blocks, “flow avalanche” or “debris flow”.The fine material flow starts at the top of the volcano and, running along a canal, moves quickly down theslope.- In these channels, partially filled with fine materials, a dense tropical forest quickly develops Maintaining

volcanic activity mountainside produces earth quakes and new water and mud streams, dragging crushedlarge materials and transporting destroyed organic material no great distance, conserving part of the soil whereit developed.- This process was developed repeatedly, closing the loop block avalanche and burying recent paleo-soil

horizons.- Shortly after the burial of the plant matter, there is a full thickness lithification of fine sediment. Probably

the organic matter is carbonized in this episode, freeing up space inside the inner mould and invading buriedstems promoting fluid and fine particles. Thus, pectolite laden sludges coming from lower levels invade thegaps left by the organic matter expansion at growing sequence replaced, firstly, by coked carbonaceousmaterial, and then, repeatedly, the above substitutions, providing colour from timidly clear and blue toturquoise green at the end. Fluid inclusion studies conducted on calcite belong to the last deposition, accordingto a temperature consistent with the coking of organic material (250 ºC - 300 ºC).The generation times were veryclose.The salinity of this fluid invites us to think of a convention cell where nearby seawater also participated.- With the burial of the first volcanic series due to a powerful pyroclastic deposit, the hydrothermal main

stage disappears. In the matrix of the pyroclastic fragments pectolite and calcite appear (Fig. 41).- The current site structure is fully affected by the deformation phase linked to the Cito River fault and

stacking structural sheets where the dispersion and coloured pectolite ores are located.

El objeto del estudio

El Larimar es, desde el punto de vista mineralógico,una pectolita (silicato cálcico-sódico. (Si03)3 Ca2NaH)coloreada en tonos verdes y azules y que, en suvariedad más apreciada, adquiere una tonalidadturquesa. Su atractivo color así como su dureza,aptitud al pulido y su brillo hacen de esta piedra unexcelente material de joyería. Esta variedad de pectolita es de una singularidad

total, no habiéndose encontrado hasta el momentoeste mineral coloreado en tonos azulados en ningúnotro lugar del Planeta (Fig.1 y 2).

Geología general de la Isla La Española

La geología actual de la isla La Española (Fig. 3) resul-ta de la convergencia oblicua OSO a SO del margencontinental de la placa de Norteamérica con el siste-ma de arco isla cretácico caribeño, que se inició en el

Eoceno-Mioceno Inferior y continúa en la actualidad(Donnelly et al., 1990; Mann et al., 1991; Draper et al.,1994). Las rocas del arco están regionalmente cubier-tas por rocas sedimentarias siliciclásticas y carbona-tadas de edad Eoceno Superior a Plioceno, que pos-tdatan la actividad magmática del arco isla y registranla colisión oblicua arco-continente en el norte, asícomo la subducción activa en su margen meridional(Dolan et al., 1998).El dominio geológico sur de la Isla incluye a la

Sierra de Bahoruco y el promontorio submarino deBeata, quedando limitado estructuralmente al nortepor la Zona de Falla de Enriquillo-Plantain Garden(ZFEPG) y por el sur por la costa caribeña. Sus princi-pales materiales geológicos son los basaltos conintercalaciones de rocas sedimentarias pelágicas(Calmus, 1983; Maurrasse et al., 1979; Bellon et al.,1985), aflorantes en el núcleo de una serie de anticli-nales de la Sierra de Bahoruco. Maurrasse et al., 1979y Sen et al., 1988 representan este terreno como unfragmento emergido del plateau oceánico caribeño.


Ya a otra escala, las explotaciones de Larimar deLos Checheses pertenecen al dominio geológicoHotte-Salle-Bahoruco (Lewis y Draper, 1990). Las unidades tectonoestratigráficas discurren atra-

vesando la isla con dirección ONO-ESE, marcandozonas de desgarre y con una disposición yuxtapuestade unas con otras. En el esquema estructural (Fig. 4),la unidad en donde se aloja la Sierra de Bahoruco, lamás meridional, se encuentra denominada en la figu-ra como ZFEPG (Enriquillo-Plantain Garden).Regionalmente, la formación más antigua es la

formación Dumisseau (Maurrasse et al., 1979), en elmacizo haitiano de La Selle, con más de 500 m deespesor y consiste en una alternancia de basaltos ypillow lavas, doleritas, calizas pelágicas, cherts, limo-litas silíceas y areniscas volcanogénicas que han sidodatadas paleontológica y radiogénicamente dentrode un intervalo desde el Cretácico Inferior al Cretácico


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Figura 1. Situación de la Sierra de Bahoruco y el yacimiento de Larimar de Los Checheses, al sur de la isla La Española.Figure 1. Situation of the Bahoruco and the Los Checheses Larimar deposit in the south of Hispaniola island.

Figura 2. La pectolita coloreada (Larimar) posee un atractivo comopiedra semipreciosa y es cada vez más conocida.Figure 2. The coloured pectolite (Larimar) is attractive as a semi-precious stone and is increasingly well known.



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Superior. Según Marc Joubert, en la Sierra deBahoruco existen formaciones basálticas equivalen-tes a la formación Dumisseau del Maastrichtiense.Las analogías petrológicas y geoquímicas entre losbasaltos de la formación Dumisseau y los basaltosperforados en el DSDP en el seno del Mar Caribe,apoyan la interpretación de que el conjunto orográfi-co y geológico de Hotte-Selle-Bahoruco (Mann et al.,1991) constituye un fragmento emergido de la mese-ta o plateau oceánico del Caribe (Maurrase et al.,1979; Sen et al., 1988; Girard et al. 1982). Por encimade esta formación, una discordancia señala el finaldel volcanismo basáltico y el comienzo de un régi-men esencialmente sedimentario, con predominio defacies carbonatadas y ocasionales ocurrencias volcá-nicas, que corresponden al intervalo que va desde elCretácico terminal al Mioceno.

Estratigrafía reconocida en el entorno de la Sierra deBahoruco

En el área ocupada por las explotaciones de Larimary en su entorno, afloran materiales cretácicos de ori-gen volcánico y cenozoico sedimentario que, a su vez,se pueden agruparse en dos grandes conjuntos: - Materiales paleógenos y miocenos, que configu-

ran la morfoestructura de la Sierra de Bahoruco. Se

Figura 3. Mapa Geológico de la Isla La Española (ServicioGeológico de la R. Dominicana).Figure 3. Geological Map of Hispaniola island (Geological Survey ofDominican Republic).

Figura 4. Localización de las principales zonas de falla en la República Dominicana. ZFRG: Zona de Falla de Río Grande; ZFS: Zona de FallaSeptentrional; ZFLE: Zona de Falla de La Española; ZFBG: Zona de Falla de Bonao-La Guácara; ZFSJR: Zona de Falla de San José-Restauración; ZFEPG: Zona de Falla de Enrriquillo-Platain Garden. Servicio Geológico de la República Dominicana.Figure 4. Situation of major fault zones in the Dominican Republic. ZFRG: Fault Zone of Rio Grande; ZFS North Fault Zone; ZFLE: LaEspañola Fault Zone; ZFBG: Bonao- Guácara Fault Zone-; ZFSJR: Restoration-San José Fault Zone; ZFEPG: Zone Enrriquillo-Platain GardenFault Zone. Geological Survey of Dominican Republic.


trata de una sucesión muy potente de materiales car-bonatados de ambientes marinos de poco a medioprofundos.- Materiales cuaternarios, sobreimpuestos a los

conjuntos anteriores de forma irregular, de carácterfluvial o litoral.Siguiendo la denominación del equipo que ha rea-

lizado la cartografía geológica de la región en el pro-yecto SYSMIN, Marc Joubert y otros, los materialesmás antiguos corresponden a los episodios volcáni-cos de carácter básico que forman el substrato de laserie sedimentaria posterior y que se han datado poranalogía en el Cretácico Superior (FormaciónDumisseau) y afloran en diversos lugares de la Isla,siempre relacionados con la formación del arco-isla yel plateau oceánico del Caribe. En la Sierra deBahoruco, siempre según Marc Joubert, este volca-nismo aflora en las Hojas de La Ciénaga, Enriquillo,Polo y La Salina, constituyendo el sustrato de los epi-

sodios carbonatados de edad cenozoica. Además,según Girard et al (1982), estos basaltos son de ori-gen no-orogénico, de tipo toleítico oceánico.

La formación Dumisseau en la Sierra de Bahoruco

Marc Jubert propone “una sucesión irregular de mon-tes submarinos separados definiendo alineaciones(seamounts) como consecuencia de la intermitenciaen la intensidad de la actividad eruptiva”. Para expli-car las señales de emisión (paleosuelos y restos decolonización vegetal) de algunos afloramientos delavas y materiales piroclásticos tales como el aflora-miento volcánico de Los Checheses, en algunaszonas, propone que la emisión de lavas fue tanimportante que varias acumulaciones de materialesvolcánicos emergieron y alcanzaron el nivel del marformando islas. Según Sen et al., (1988) estos basal-


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Figura 5. (Lewis y Draper, 1990; Mann et al., 1991). La Española ha sido dividida en varios terrenos tectonoestratigráficos en base a su dife-rente historia geológica, yuxtapuestos tectónicamente por zonas de desgarre de dirección ONO-ESE y edad post-Eoceno/Oligoceno (Mannet al., 1991).Figure 5. (Lewis and Draper, 1990, Mann et al.,1991). Hispaniola has been divided into several tectono-stratigraphic terranes based on theirdifferent geological history, tectonically juxtaposed by fault zones WNW-ESE and post-Eocen/Oligocen age (Mann et al., 1991).



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tos del macizo de La Selle se formaron en una dorsalmedio-oceánica o en un punto caliente.

La Geología Estructural

La isla Española, conjuntamente con Puerto Rico seha interpretado como una especie de microplaca, quequeda limitada por el norte por el efecto de subduc-ción con un desplazamiento oblicuo a su frente y porel sur, por otra subducción a la que se asocia la Fosade los Muertos (Byrne et al., 1985; Masson y Scanlon,1991). Además, el límite norte de la Placa del Caribeha ido evolucionando desde formar un margen defi-nido por la subducción en el Cretácico y parte delEoceno, a constituir en la actualidad, tras su colisióncon la plataforma de las Bahamas (resulta una verda-dera colisión Arco-Continente), un límite definido pordesplazamientos de carácter sinestral, que vienen aajustar el recorrido hacia el este de la Placa del Caribeen relación con Norteamérica (Fig. 5) La zona sur de la isla de la Española y Puerto Rico

se ha transformado desde un “tras-arco” al comienzodel Eoceno, a formar en la actualidad un margen acti-vo con subducción de la corteza oceánica del Caribebajo el arco de islas Circum-Caribeño (Burke et al.,1978; Burke, 1988; Dolan et al., 1991). La colisión obli-cua con la plataforma de Las Bahamas ocurrió en elintervalo Eoceno a Medio-Superior. La tectónica dedesgarre dio comienzo en este margen norte de laplaca a partir del Eoceno, con la apertura del Surcodel Caimán (Mann et al., 1991) y todavía se mantiene.El mismo autor, al referirse a la Sierra de Bahoruco

en su zona norte, afirma que su estructura es el resul-tado de lo siguiente: a) una disposición monoclinalhacia el N/NE o suavemente plegada de las series cal-cáreas de Neiba superior y Barahona; b) el desarrollode un frente de mayor deformación, bastante neto, alpie de la Sierra, que se asocia al cabalgamiento deestas formaciones calcáreas sobre la cuenca deEnriquillo; y c) la presencia de fallas rectilíneas dedirección NO-SE con movimiento vertical inverso y endirección que, en parte, modifican este frente y pro-ducen la compartimentación de todo el flanco en blo-ques progresivamente más elevados hacia en interiorde la Sierra. En el entorno próximo de la mina de Los

Checheses, la estructura actual se encuentra fuerte-mente dominada por las laminaciones en “apilamien-tos en flor tectónica”, ligadas al desgarre sinestral dela falla del río Cito. Además, en un entorno muchomás amplio, esta disposición parece repetirse en unadimensión fractal mucho más amplia. La deformación principal en la zona de estudio

ocurre a partir del Plioceno Inferior-Medio con ellevantamiento continuado de las sierras de Neiba,Bahoruco y Martín García y su cabalgamiento sobrela cuenca de Enriquillo. La deformación y el levanta-miento han continuado durante todo el Holocenohasta la actualidad.

La geología del yacimiento

Disposición general

Fisiográficamente, el yacimiento de Larimar de LosChecheses se encuentra situado en el interior de laSierra de Bahoruco, en su parte nororiental, no lejosde la costa. Además, se encuentra incluido en launidad tectono-estratigráfica de Hôte-Selle-Bahoruco.A su vez, esta serie geológica comprende lossiguientes episodios (Fig. 6):- Un sustrato volcánico, de composición basáltica

en donde arman las mineralizaciones de Larimar. Seencuentra aflorante en no más de un kilómetro y des-gajado en unidades estructurales que se describirán acontinuación. Además, hacia el noroeste, siguiendo lafalla del río Cito aparecen otros asomos volcánicos detipo básico de escasa magnitud que nunca han pro-ducido mineral pectolítico alguno. Se asimila a laFormación Dumisseau en la Hoja de La Ciénaga. Encuanto su edad, para Marc Joubert los basaltos de laFormación Dumisseau son del Cretácico Final, gene-ralmente coincidente con otros autores con ciertaimprecisión, como Segundo Maurrasse et al., (1979),Cretácico Inferior a Cretácico Superior, y para Mannet al., (1991) los basaltos se sitúan en el Cretácico ter-minal a Mioceno. Además, sobre su origen, tambiénexiste una controversia, ya que en la hoja geológicade la ciénaga Marc Joubert da como posible basaltospertenecientes a arcos isla o de plateau, coincidentescon otros autores como para Maurrasse et al., (1979)y Mann et al., (1991) mientras que para Girard et al.,(1982) son de tipo no orogénico, toleíticos oceánicos,y para Sem et al., (1988), en la Selle, derivan de unpunto caliente de una dorsal oceánica.Existen dos términos muy diferenciados: • La parte inferior, constituida por basaltos masi-vos vacuolares (sobre todo en zona más pro-funda), brechas volcánicas, materiales de sedi-mentación de ladera con diversasgranulometrías y pillow-lavas en su parte infe-rior aflorante. No obstante, existen abundantesseñales de emersión: diferenciaciones colum-nares y, sobre todo, paleosuelos y paleocaucesformados por materiales arcillosos de colorrojizo y clastos superficiales con arcilla en los


suelos y en los cauces, arcillas y arenas. Hay entodos ellos señales de materia vegetal carboni-zada primero y sustituida por pectolita des-pués. Además se han localizado diques de microba-saltos sin alterar que atraviesan los materialesya descritos. Sin embargo, toda la serie volcá-nica se encuentra intensamente alterada hidro-termalmente con serpentinizaciones, cloritiza-ciones, silicificaciones y movilizaciones dehierro.

• Un piroclasto poligénico relativamente potente(15-30m) que discordantemente se apoya en lasrocas basálticas verdes. Existe una ligera dife-renciación granulométrica en los clastoscementados por un fina matriz tobácea. Coneste episodio se acaba la deposición volcánica.

- Un episodio sedimentario calcáreo denominadoformación Polo del Eoceno Medio, siguiendo la deno-minación aceptada en la Hoja de La Ciénaga. Esta for-mación del Eoceno Medio se compone de calizasmasivas con rodolitos y foraminíferos, presentándo-se como una potente barra de calizas masivas decolor beige a blanco y pátina gris con una potencia depoco menos de 500 m.

Las volcanitas

En los Cheseses, en la Mina Larimar, la serie volcano-sedimentaria surge merced a las consecuencias deldesgarre provocado por la falla del río Cito, en unazona de convergencia de escamas de “flor tectónica”(de dimensiones limitadas, dentro de un área afecta-da mucho mayor). El afloramiento, estirado, poseecasi un kilómetro de desarrollo longitudinal. Los tér-minos volcánicos que se han observado a partir delos sondeos, del avance de la galería de 420m, de losfrentes de la pequeña minería subterránea y de losescasos afloramientos en la zona de explotación, raravez producen una diferenciación neta y, más aún, unasecuencia clara de formación. Ello se debe a la aco-modación interna de lentejones secundarios en lamasa lávica de basaltos y, en otra escala, a la super-posición de escamas tectónicas. No obstante se pueden diferenciar los siguientes

términos, de más modernos a más antiguos:- Una serie piroclástica poligénica que recubre a

los términos fundamentalmente lávicos. Existe unaleve clasificación en la granulometría de los clastossobre la matriz fina que los empasta y que, a grandesrasgos, son más gruesos en la zona inferior, cercana


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Figura 6. Geología del área del yacimiento. En este entorno, caracterizado por un apilamiento de escamas tectónicas, las series volcáni-cas pueden contener pectolita coloreada en distintas variedades, no siempre comerciables.Figure 6. Geology of deposit area. In this environment, characterized by a stack of flake tectonics, volcanic series may contain colouredpectolite in different varieties, not always marketable.



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a los episodios lávicos. La serie presenta en su máxi-ma potencia unos 30 metros de espesor sin sufrirvariaciones de importancia y no se encuentra altera-da hidrotermalmente, aunque en sus clastos angulo-sos aparecen diferentes materiales lávicos, inclusocontiene en ellos material pectolítico.Aparentemente, en episodio señala el punto final dela actividad volcánica.- Diversos episodios de lavas basálticas, rara vez

intactas, masivas, brechoides y casi siempre altera-das hidrotermalmente. Presentan notables concentra-ciones de vacuolas rellenas de zeolitas, calcita y síli-ce, más abundantes hacia los términos másinferiores, en dónde se comunican y llegan a formarfiloncillos de estos minerales. En parte son atravesa-dos por filones y venas que ascienden aprovechandolas discontinuidades en su masa. También en la partemás inferior de los afloramientos se ha detectadofiguras almohadilladas (Fig. 7). Su potencia real no ha

sido posible determinarla, ya que ningún sondeo losha atravesado en su integridad. Además, el grado defracturación y acomodación estructural impide unadeterminación veraz de su geometría original. - Fases más tobáceas, intercaladas en los anterio-

res episodios, a veces confundidos con los fenóme-nos de deposición de ladera. La abundancia de aguasintersticiales y las alteraciones hidrotermales ya men-cionadas provocan una transformación arcillosa muygeneralizada.- En la galería del proyecto SYSMIN, apareció un

dique de microbasalto, muy homogéneo y sin pre-sentar alteración alguna. Este dique de al menoscinco metros de potencia, atravesaba la serie basálti-ca sin provocar alteración alguna en su contacto conel resto de los basaltos. También, en la Mina Vieja, enlos primeros trabajos realizados en la búsqueda delLarimar, aparecen restos de estos diques.- Materiales volcánicos de flujo de ladera. Se han

Figura 7. Lavas almohadilladas en la parte inferior de los basaltos de la escama la escama central. Mina Nueva.Figure 7. Pillow lavas at the base of basalts corresponding to the central structural sheet. Mina Nueva.


reconocido diversos tipos de fenómenos de deposi-ción ligados al flujo de ladera: “avalanche flow”,“debris flow”, “lahar”. J. A. Espi (1997 y 2008), ha dedi-cado gran atención a definir y reconocer cada uno delos términos anteriores, llegando a la conclusión deque la sedimentación de ladera se sitúa entre losfenómenos de avalancha y otros de menor granulo-metría y mayor extensión, siempre con abundanciade líquido entre los espacios intergranulares.Además, se reconocen morfologías de tipo inter-erup-tivo. El fluido que embebía el sedimento, probable-mente estaba caliente y contribuía a la desestabiliza-ción de la ladera. También se piensa que el nivelgeneral del perfil de ladera correspondería a unasituación entre media y baja pendiente y marcaría lazona de confrontación entre la desestabilización delsuelo y una intensa colonización vegetal. - Paleosuelos, cauces y costras superficiales. Estos

fenómenos son repetitivos a la escala del afloramien-to y, en líneas generales, presentan en los suelos anti-guos una estructura muy parecida: arcilla, materialesarcillosos, fragmentos de la roca de base y saprolitosalterados (Fig. 8). La presencia de señales de materiaorgánica (tallos vegetales coquizados, frutos y mate-ria orgánica diversa de índole) se encuentra total-mente generalizada en estos niveles, indicando elgrado de colonización vegetal que existía en eseperiodo. Por ello se ha propuesto el desarrollo en laMina de Larimar de una zona de equilibrio entre lacolonización vegetal exuberante y la altura de su des-trucción por deslizamientos de ladera.

El carácter de las series volcánicas

La petrografía, la geoquímica, la caracterización de lamateria orgánica y el análisis RX de sus fraccionesarcillosas han sido las técnicas de apoyo a las obser-vaciones de campo, a fin de definir el carácter gene-ral de las series, de su evolución (fundamentalmentealteraciones) y disposición final.Tanto las series volcánicas que forman la parte más

inferior del conjunto, como los últimos episodios piro-clásticos, que cierran el ciclo, poseen el mismo carácter.

Las volcanitas de carácter basáltico

La petrografía encuentra en todo el conjunto su carác-ter máfico intensamente alterado hidrotermalmente.La muestra estudiada con menor grado de alteración,en uno de sus clastos, se clasifica como una diabasa,con textura ofítica, pero de manera generalizada con-serva fenómenos de alteración hidrotermal, inclusose identifica calcita y pectolita. La clasificación obtenida se sitúa entre una roca

picrobasáltica y un término andesítico básico (Fig. 9 y10). Es decir, son basaltos algo alcalinos derivadosdel manto superior.

La estructura

Tomando como primera referencia los estudiosestructurales realizados en los últimos años, sobre


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Figura 8. Paleocauce relleno de arcillas y arenas dentro de la serievolcánica.Figure 8. Paleo-channel filled with clays and sands within the vol-canic series.

Figura 9. Clasificación modal de las volcanitas de Los Checheses.Figure 9. Modal classification of the Los Checheses volcanic rocks.



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todo a raíz de la cartografía geológica 1/50.000 delproyecto SYSMIN de la Unión Europea, la estructurade la Sierra de Bahoruco consiste en grandesanticlinales que conviven con estructuras de menorporte, formando anticlinales y sinclinales de amplitud,entre los 5 y 10 km. Derivadas de estos grandesaccidentes, aparecen fallas de menor rango, a vecesnormales, con direcciones predominantes norte-noroeste (P. Mann, PP. Mc Laughlin y Cooper, 1991), yen otras ocasiones son rumbo-deslizantes. En nuestra opinión, la estructura general de la

Sierra corresponde a un apilamiento de escamas tec-tónicas, originado y limitado por desgarres de unaextraordinaria magnitud, de ahí la forma aparente-mente cónica de los pliegues que, en realidad, seapartan de un sistema dúctil deformado en curvatu-ras variables (Fig. 11, 12 y 13). Con ello, además, seexplican los escalonamientos según fracturas queintersectan los plegamientos.Naturalmente, en este caso, los pétalos de “la flor

Figura 10. Una de las pocas muestras relativamente no afectadapor la alteración hidrotermal la encontramos en los clastos delpiroclasto de las cercanías a Bonyó. Piroxenos y Plagioclasas.Lámina delgada Obj. x2,5.Figure 10. One of the few examples relatively unaffected by hydro-thermal alteration found in one the of pyroclastic clasts nearBonyo. Pyroxene and Plagioclase. Thin slide Obj x2,5.

Figura 11. Perfil integrado NO-SE recogiendo la mayoría de las escamas tectónicas detectadas parcialmente en el yacimiento. Ladiscontinuidad superior se presume a partir de los datos de la galería de la Unión Europea. Figure 11. N-S integrated geological section including most of the tectonic sheets affecting the ore deposit. The top discontinuity is presumedfrom the UE gallery data.


tectónica” poseen un gran desarrollo respecto a supotencia y se imbrican a partir de direcciones defallas de considerable desarrollo, como es el caso deel río Cito y sus escamas asociadas. En principio, el área ocupada por las explotaciones

mineras de Larimar se estructura en cinco escamasbien diferenciadas, además de presentar acoplamien-tos internos dentro de ellas y zonas de transición.Dentro de cada una, al menos se reconocen dos delos tres términos estratigráficos presentes en todo el


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Figura 12. La falla del río Cito, aunque de carácter de cizalla sines-tral, forma parte de un apilamiento general de escamas tectónicasde gran magnitud. Figure 12. Cito fault, although of a sinistral nature, forms part of athrust-slice stacking associated to the Cito River.

Figura 13. Escama superior con los tres elementos: caliza brechifi-cada (amarillo), piroclasto potente (violáceo) y episodio volcánicobásico (azulado en la fotografía).Figure 13. Upper tectonic sheet with three elements: brecciatedlimestone (yellow), thick pyroclastic rocks (violet) and basic volca-nic episode (blue in the picture).

Figura 14. Afloramiento de materiales volcánicos en la zona minera mostrando deformaciones dúctiles-frágiles en disposición en dúplex.Figure 14. Volcanic rocks showing duplex deformations.



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área circundante a las explotaciones principales: vol-canitas de tipo básico comprendiendo tanto a efusio-nes basálticas como deposiciones de ladera de diver-sos tipos, con o sin flujo. Encima de esta faseheterogénea se superpone una deposición piroclásti-ca de casi 30 metros en su zona más potente. Encimade ella aparecen las series sedimentarias de calizasenormemente tectonizadas. En alguna zona no apare-cen los piroclastos del techo de los basaltos. La morfología general de estas escamas debe

ajustarse con bastante probabilidad a la observada enel afloramiento de la Figura 14, en dónde se aprecianroturas sigmoidales (dúplex en muchos casos) que ensu conjunto conforman otras unidades de superiororden de magnitud. Además, presentando disconformidades muy evi-

dentes, en las labores subterráneas de las estrechasgalerías de la minería artesanal, son frecuentes losbloques sueltos y estirados con separación de losniveles de arcillas rojas en unidades que envuelven aenormes fragmentos “boudinados” de materialesvolcánicos. También en ellas resulta evidente la siste-mática sucesión de pendientes muy suaves (“llanos”)con los súbitos descensos (“rampas” de pendientesde 55º-75º) en las galerías que siguen los niveles dearcillas rojas de los paleosuelos. Es decir, son zonasde despegue. En la tercera escama tectónica del yacimiento, en

sus términos calizos que la hace reconocible, se apre-cian los pequeños lóbulos que indican la disposiciónde la escama, siempre con dirección NNO-SSE a NO-SE. Además, en algunos “boudines” calizos aparecen

más de una dirección de estiramiento y diversasesquistosidades de fractura, señalando la compleji-dad del movimiento. Fig. 15.Las escamas reconocidas por sus términos carbo-

natados, se superponen estirando el conjunto endirección NE-SO y acuñándose en los extremos(oeste y este). El asomo de materias volcánicas seemplaza en una convergencia de ramas finales deescamas de orden superior. Esto viene a comprobar-se en los sondeos SL-1 y SL-2 que, a pesar de estar enlos extremos de los afloramientos de volcanitas,

Figura 15. “Boudines” en el interior de la parte caliza de una esca-ma constituyente de la mina de Larimar. Obsérvese el grado derotura y la intersección de varias esquistosidades de fractura.Figure 15. “Boudines” inside the limestone part of a tectonic sheetconstituent of the Larimar mine. Note the breakage degree and theintersection of several fracture sets.

Figura 16. Paso a las calizas de la formación Polo desde la serie vol-cánica productiva en el sondeo SL 1.Figure 16. Limestone Polo formation under productive volcanicseries in the SL 1 drill hole.

Figura 17. Tránsito desde la serie volcánica a las calizas de laFormación Polo al sur del yacimiento de Larimar. Sondeo SL3.Figure 17. Change from the volcanic series to the limestone poleformation in the south of the Larimarr mine. SL3 drill hole.


separados casi un kilómetro, atraviesan los basaltos ypenetran en los sedimentos calizos de la FormaciónPolo (Fig. 16 y Fig. 17). Los escasos afloramientos y los datos suministra-

dos por la galería y los sondeos han mejorado nota-blemente la imagen geométrica de los cuerpos de laserie basáltica. Para ello se han utilizado los aflora-mientos de materiales calizos, marcando de estaforma las escamas imbricadas, desde las explotacio-nes, hasta la última escama cercana al fondo delbarranco del río Cito. (Fig. 18)

En la gran galería aparecen estiramientos, imbri-caciones, desdoblamientos, y fragmentos aisladosdel paleosuelo (Fig. 19), marcando, sobre todo a par-tir de los 250 metros de su entrada, una serie de des-doblamientos en escamas interiores.La Fig. 20 representa en proyección estereográfica

las medidas de posición de los lechos de arcillas rojasque aparecen en el interior del episodio volcánicobásico (en este caso la superficie del edificio volcáni-co) tomadas en diversos lugares del área de explota-ción. Si se asume una configuración de escamassuperpuestas con una geometría semejante, la betadel círculo máximo representaría aproximadamentela dirección predominante de las escamas. En estecaso sería ONO-ESE, buzando 38º al SE, mientras queen la traza de la nueva galería se mantiene grosera-mente en la misma dirección SSE buzando 40º ensentido contrario a las medidas exteriores, es decir, alNO.

Hay que añadir que, en su aspecto práctico, la per-foración de la galería SYSMIN, a los 300m comienzaa atravesar una serie de terminaciones de láminasimbricadas, repitiéndose los niveles rojos o paleo-suelos sobre más de 50 metros, horizontalizándose oincluso cabeceando en sentido contrario al buza-miento general de los lóbulos o escamas tectónicas,produciendo por lo tanto una gran cantidad deLarimar ligado a ellas.Respecto al origen espacial de las series imbrica-

das, en un desplazamiento sinestral ligado a la falladel río Cito, la manifestación aflorante de las volcani-tas debería ser escalonada pero continua río arriba.De hecho así ocurre con el afloramiento de la zonaminada, comenzando con los basaltos de la minaantigua, que el sondeo SL1 los corta sobre las calizasde la escama inferior. La posición del bloque general de volcanitas aflo-

rante en posición cercana a la falla principal y en unazona de convergencia de terminaciones de las esca-mas tectónicas, resulta coherente a nivel regional conla explicación de apilamientos generalizados, ya querío abajo no existen manifestaciones volcánicas.Además, para justificar su escasa continuidad y den-tro del esquema del origen de la FormaciónDumisseau, se debe recurrir a la hipótesis de unazona del plateau francamente emergente y de escasodesarrollo lateral.


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Figura 18. Resaltes de calizas de hasta 20 metros, producto de lapresencia de las terminaciones de escamas tectónicas en el lechodel río Cito.Figure 18. Limestone ridges up to 20 meters, due to the presence oftectonic sheet terminations in the Cito riverbed.

Figura 19. “Duplex” de arcilla roja y roca volcánica en el frente dela nueva galería (SYSMIN).Figure 19. “Duplex” red clay and volcanic rock in the new galleryfront (SYSMIN).



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Estudio de las alteraciones y la geoquímica de lasseries volcánicas

Ya se ha avanzado que toda la serie volcánica, o almenos la que se manifiesta en el área minada,generalmente, se encuentra hidrotermalmente muyalterada. Se salvan de estas transformaciones, almenos parcialmente, la serie piroclástica final, aunquese ha comprobado en sus clastos abundantes señalesde las alteraciones de la serie basáltica inferior.

Atendiendo a las experiencias obtenidas en el estudiopetrográfico, esta alteración se traduce en la apariciónde minerales hidratados dominados por la serpentina,clorita, talco y limonita. Además, en menorproporción, existen anfíboles y pectolita. Aún enmenor cantidad, se distinguen calcita, thomsonita onatrolita y cuarzo. Todos ellos han sustituido a lasasociaciones primitivas de plagioclasas, olivino ypiroxeno (estudio de R. Castroviejo). Fig. 21 y 22.Según los resultados de la analítica de Rayos X, la

Figura 20. Diagramas de densidad de polos de planos de arcillas rojas tomados en labores exteriores a la nueva galería (izquierda) y enel mismo túnel (derecha).Figure 20. Stereographic pole density diagrams of mine red clay planes, measured outside the new gallery (left) and in the tunnel (right).

Figura 21. Fenocristales de olivino y piroxeno en el antiguoafloramiento de rocas básicas alteradas de Bonyó. Los Checheses.Lámina delgada x 2,5 Nic. cruz.Figure 21. Olivine and pyroxene phenocrystals belonging to alteredbasic rocks in the Bonyo ancient mine. The Checheses. Thin slide x2.5 Nic cross.

Figura 22. Fenocristales de olivino en una matriz vítrea totalmentealterada. Pertenece a los fragmentos de base del paleosuelo. MinaVieja. Lámina delgada x 10.Figure 22. Completely altered olivine phenocrystals in a glassymatrix. Fragments belonging to paleo-soil base. Mina Vieja. Thinslide x 10.


modificación más sustancial que opera en la roca vol-cánica es la cloritización de los minerales máficos (oli-vino y piroxenos) formando interestratificados convermiculita. Esta alteración se extiende a los sedi-mentos formados a partir de las rocas volcánicas y,como ellas, presentan los mismos productos minera-les interestratificados. No obstante, aparecen tam-bién arcillas esmectíticas ligadas a tallos vegetalescarbonizados y, quizás también en el nivel inferior, enlos “horizontes rojos” (sedimentos superficiales).La repetición de la presencia de interestratificados

de clorita-vermiculita en todas las series analizadas,se puede interpretar como una alteración hidrotermalsobre series volcánicas basálticas y a niveles no muyprofundos. Según K. Fujishima y P. Fan, 1977, en laslavas básicas de Hawai, existe una zonalidad vertical,apareciendo los interstratificados clorita-vermiculitacomo alteraciones hidrotermales a profundidades nosuperiores a 50 metros. También, G.J. Ross y H.Kodama, 1976, se presenta la producción de este tipode interestratificados como producto del experimen-to del ataque sobre metabasaltos de aguas saturadasen bromo a temperatura superior a la vaporización.La esmectita bien podría ser un indicador de la alte-ración supergénica, sobre todo, en los paleosuelos,aunque no se encuentra del todo generalizada en losniveles interpretados como de alteración superficial,quizás debido a la transformación hidrotermal poste-rior.

Aportaciones de los estudios del INCAR

El Instituto Nacional del Carbón, perteneciente alCSIC, ha estudiado muestras seleccionadas que con-tienen restos de materia orgánica de los materialesen ladera de las series deposicionales volcánicas delyacimiento de Los Checheses. La Doctora MariaÁngeles Borrego y el Doctor Diego Álvarez investiga-ron aspectos relacionados con la composición de losrestos vegetales que aparecen en las zonas explota-das y, al mismo tiempo, también definieron la com-posición de los materiales geológicos en donde apa-recen. Por ello, su aportación resulta muy valiosa, yaque tanto las imágenes como los ensayos de caracte-rización de las especies minerales, que aparecen rela-cionadas con la materia orgánica, son de gran cali-dad.Las conclusiones más importantes para el estudio

de la génesis del yacimiento son las siguientes: El calentamiento de la materia orgánica, carbono-

sa, debió ser muy rápido. Las condiciones no debie-ron ser muy oxidantes o el tiempo ser muy largo.Los volátiles condensados depositados en zonas

de grietas o interfases, probablemente se formaronpor un procedimiento similar al carbono pirolíticoque se depositan en huecos y cavidades durante elproceso de coquización del carbón (Fig. 23). La tem-peratura asimilable al proceso se sitúa alrededor delos 300 ºC.Este material está depositado en la interfase entre

la pectolita masiva que rellena grietas y las zonas quemantienen la estructura vegetal que tienen un rellenopredominante de calcita, aunque puede estar impuri-ficada con pectolita.

Inclusiones de Fluido

Para el estudio microtermométrico de inclusionesfluidas se trabajó con una muestra de calcita de 2ªgeneración (posterior a la pectolita coloreada) ya quela pectolita, aun siendo el mineral a estudio, por sumorfología fibrosa no dispone de un crecimiento aptopara la localización de inclusiones de fluido válidaspara su estudio. Se han estudiado inclusiones de fluido atrapadas

en planos cristalográficos de la calcita, evitando lasposibles candidatas a haber sufrido contaminaciónpor fluidos rellenando fisuras en la calcita. Para reali-zar este trabajo se han considerado inclusiones defluido bifásicas (ricas en agua y con una burbuja devapor, que homogenizan al estado líquido); tambiénse ha localizado una inclusión de fluido trifásica (conun pequeño cristal de halita) (Fig. 24).Los datos obtenidos han sido de salinidad (en

equivalentes de peso de cloruro sódico, NaCl) y detemperatura de homogenización. La salinidad varíaentre 3,5 y 5,5 % eq. NaCl, situándose la gran mayo-ría de valores en torno al 5 % eq. NaCl; lo que indicaun fluido de salinidad moderada, aunque algo supe-rior a la marina, que parece señalar (a falta de confir-


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Figura 23. Muestra La-A2. Imágenes de microscopio óptico-SEM.Figure 23. La-A2 sample. Images-SEM microscope.



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mación mediante otros ensayos) que el origen de flui-dos puede ser hidrotermal o de mezcla.Aquí, (Fig. 25), se reconocen dos familias de tem-

peraturas, una (la más abundante) en el rango de los280 ºC a 290 ºC, y otra en torno a los 340 ºC. Como lamuestra estudiada se encuentra en un mismo cristal,estas dos familias (y los valores intermedios) mues-tran la evolución de la temperatura del sistema, tal ycomo se muestra la variación detectada dentro deuna parte de la calcita.

Estas medidas están conformes con los resultadosobtenidos por Mª Ángeles Borrego (2006) quien, enbase a estudios sobre materia orgánica, específica-mente composición y textura de los restos orgánicoscoquizados y deposición de sublimados, determinanla existencia de un proceso similar a la coquizaciónque tuvo lugar en torno a 300 ºC.

Secuencia en la formación de la pectolita

Se han observado dos ambientes en la formación dela pectolita: en la formación de distintos tipos de pec-tolita depositada en los tallos y restos vegetales de laladera del aparejo volcánico (bien en los huecos for-mados por la desaparición de los mismos) y las vetasque atraviesan tanto a las lavas de basalto como a lossedimentos volcánicos de ladera.Las fases diferenciadas son las siguientes:- Vacuolas con pectolitaEn los tramos de volcanitas básicas atravesados,

bien por las labores artesanales o por el Sondeo nº1,a los 75m, se han encontrado basaltos vesicularescon vacuolas de tamaño a veces apreciable (Fig. 26),conteniendo diversos minerales, pero con un predo-minio de la pectolita blanca y calcita. Las vacuolas seunen para formar venas de corto alcance o vacuolasde tamaño superior a los 2cm. Además, cuando estoocurre pueden aparecer coloreadas en verde o enazul y asociadas a calcita. También aparecen condimensiones apreciables en varios puntos del yaci-miento, manteniendo casi siempre una coloraciónverde dominante. Figura 27.

Figura 24. Microfotografías de inclusiones de fluido bifásicas y tri-fásicas (con el cristal de halita señalado por la flecha.Figure 24. Photomicrographs of fluid inclusions with two and threephases (arrowed halite crystal).

Figura 25. Histograma de temperaturas de homogenización y evolución de temperatura detectada en la medición de inclusiones de flui-do en la calcita.Figure 25. Histogram of homogenization temperatures and changing temperature detected by measuring fluid inclusions in calcite.


- En los restos orgánicos, generalmente tallos deplantas1ª Fase: Se conservan señales de la materia vege-

tal o el vacío producido.La materia orgánica en gran medida ha desapare-

cido, sin embargo, la coloración primera resulta total-mente negra, siendo en gran parte pectolita de esecolor. El carbón ha coquizado y los trozos del mismose presentan sueltos (grietas concéntricas y radiales)en una matriz de material inorgánico y plástico (Fig.28 y 29). En los tallos muy definidos se identifica unaplastamiento final y aplanamientos en su base. Sin duda, la sustitución de la materia orgánica se

realizó desde la misma pasta de color verde claro, almismo tiempo que segregaba núcleos de pectolitaindependizada. A esta fase también le asignamos laaparición de grumos de pectolita primaria, estiradossegún figuras fluidales o redondeados dentro de unapasta arcillosa de relleno (Fig. 30). Existen tambiéngrumos de pirita, a veces muy abundantes con seña-les de rodadura y estiramiento. La calcita aparecemuy frecuentemente. En esta etapa, la pasta o barrocaliente y cargado de líquido presenta láminas segre-gadas de deposición por gravedad en el apoyo deltallo, con aparición de segregaciones de pectolitablanca y, a veces, de color azul muy intenso.2ª Fase: La aparición de la pectolita blanca y tras-

lúcidaEsta tipología de pectolita sustituye, frecuente-

mente, a la de color negro o carbonosa. Procede delmismo relleno que se intruyó en las primeras etapasde enterramiento. La propia pasta de relleno arrastrapectolita blanca redondeada, señalando una etapaintermedia. Los sulfuros ya existían y, a veces, recu-bren a los fragmentos de la materia orgánica pectoli-

tizada. Aparecen cristales de calcita. En los tallos y demanera casi generalizada, la pectolita blanca o trans-parente penetra tangencialmente y tapiza las paredesdel hueco (Figura 31).3ª Fase: La pectolita claramente azuladaNetamente sustituye a la pectolita blanca (a veces

rosada) anterior. Sin embargo, a veces este tipo depectolita se agota sin llegar sustituir en su totalidad a


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Figura 26. Vacuolas de considerable tamaño y coloreadas en azul.Sondeo Nº1.Figure 26. Vacuoles of considerable size and coloured in blue. Drillhole No. 1.

Figura 27. Gran vacuola de coloración verdosa y de composiciónpectolítica.Figure 27. Large greenish vacuole with pectolytic composition.

Figura 28. El tallo vegetal ha coquizado y el hueco ha sido invadidopor una pasta que provocó la sustitución del carbón vegetal porpectolita.Figure 28. The plant stalk was coked and the voids were invaded bya paste transforming into charcoal by pectolite.



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la pectolita blanca. La pectolita procede sin duda delbarro o pasta que rellena los huecos dejados por lacoquización de la materia orgánica. Esta pasta es decolor claro y se distingue de alguna otra invasión decolor más oscuro que, generalmente, no aporta máspectolita. Las sustituciones acaban en cristalizacionesde calcita muy abundantes. Existen núcleos de sulfu-

ros depositados en subfases más tardías, depositán-dose sobre la pectolita blanca o bien forman núcleoscon señales de movimiento. La cristalización de lapectolita azulada progresa desde cualquier pared onúcleo sólido en cualquier dirección creando figuraspoligonales o nidos de abeja. El color cambia en lacristalización a medida que progresa la longitud de lafibra, denotando un cierto “agotamiento” de color(Fig. 32)Esta última avenida posee una coloración azul o

verde muy intensa y puede llegar a rellenar comple-tamente el hueco del tallo si éste es de pequeñasdimensiones (<4cm). Esta coloración, a veces, coexis-te con otras de colores diferentes (marrón, beig, porejemplo). El cobre nativo aparece siempre en estafase. Resultan muy características las figuras en nidoy las variaciones de los tonos azules, siempre relacio-nadas con la longitud de la fibra (Figura 33).- En los rellenos de grietas o filonesSe pueden separar dos tipos de rellenos, bien por

emplazarse en discontinuidades muy definidas, for-mando filones de muchos tipos o un conjunto devetas con introducción del material de relleno en suroca de caja (Fig. 34).Rellenos de diversos minerales, generalmente

pectolita y calcita de grano fino con fuerte interacciónde la roca de caja (Fig. 36). A veces la invade total-mente, englobando parte de las rocas volcánicas ensus zonas más cercanas al filón. Su apariencia esdiseminada y la coloración varía entre beig-blanco aazul suave. Nuestra interpretación se dirige a consi-derarlos verdaderos “alimentadores” de los procesosde alteración pectolítica de la pila volcánica.

Figura 29. La materia orgánica coquizó primero y luego fue susti-tuida por la pectolita temprana.Figure 29. Organic matter first coked and then replaced by earlypectolite.

Figura 31. Se observa muy bien como la pectolita blanca penetrapor un canal y comienza a tapizar el hueco de un tallo orgánico. Figure 31. The white pectolite penetrates through a channel coatingthe hollow of an organic stalk.

Figura 30. La pasta o barro volcánico ha segregado la pectolita quesedimenta en el fondo.Figure 30. Volcanic mud has segregated pectolite which settles tothe bottom.


Rellenos de pectolita azulada y verdosa albergadaen grietas, sin afectar sustancialmente a la roca decaja. Estas vetas discurren por la pila de materialesvolcánicos y, a veces, se bloquea debajo de los nive-les arcillosos que componen el paleosuelo y el mate-rial de su base. El crecimiento en las venas es “enpeine” y la calcita ocupa el último lugar en la deposi-

ción. El cobre también puede aparecer. Son caracte-rísticas las figuras de crecimiento de las cristalizacio-nes “en estrella”, marcando dilataciones de la vena enla conjunción de varias de ellas o en el conglomera-do-brecha situado debajo de los paleosuelos (Fig. 36).Dependiendo del color se aprovecha como joya.


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Figura 32. La sección del tallo muestra la pectolita transparente quesustituyó totalmente a la pectolita negra carbonosa y, después, sesustituye por la azulada, al menos parcialmente. La calcita ocupa elcentro de esta última sustitución.Figure 32. Stem section shows transparent pectolite replacing com-pletely the black carbonaceous pectolite, and then is replaced bythe blue, at least partially. Calcite occupies the center of the lattersubstitution.

Figura 34. Filones de diversos tipos. Aparecen en la potencia de lasrocas basálticas y en una parte de su recorrido la pectolita no tomaningún color vistoso.Figure 34. Various types of veins.They appear in the thicker part ofbasaltic rocks and in part of the way the pectolite does not takesany bright colour.

Figura 33. La última pectolita azulada, sobre todo en los tallos deescaso calibre sustituye la totalidad de su interior.Figure 33. The last blue pectolite replaces especially low caliberstems.

Figura 35. Las avenidas de pectolita azulada atraviesan los episo-dios volcánicos y una fase anterior de alteración pectolítica susti-tuyendo en su ascenso a la roca de caja.Figure 35. Bluish pectolite avenues traverse volcanic episodes andin an earlier alteration stage pectolyte substitutes the rock.



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Discusión y propuesta de un modelo

Reuniendo todos los datos aportados por la analítica ylos estudios de campo, se propone un modelogenético, cuya secuencia de acontecimientosgeológicos relacionados con la formación delyacimiento es la siguiente:El proceso se inicia en el edificio volcánico con la

deposición de flujos de ladera de materiales finos tipolahar (“de ladera”) sobre episodios de productosgruesos de inestabilidad de ladera, a veces con des-prendimiento de grandes bloques, “flow avalanche”o “debris flow”. El flujo de materiales finos se inicia enla parte superior del edificio volcánico y, discurriendopor un canal, avanza rápidamente ladera abajo. En ellugar en lo que hoy corresponde con los trabajosmineros, el flujo de materiales disminuía su energíaal ensancharse el cauce, y éstos se depositaron pre-ferentemente en los pequeños tramos de poca pen-diente, entre los grandes bloques de desestabilizacio-nes ya pasadas. En estos cauces rellenos parcialmente de materia-

les finos, cineritas, se desarrolla rápidamente un tupi-do bosque tropical. El mantenimiento de la actividadvolcánica produce temblores de la ladera y nuevosflujos de agua y barro, arrastrando materiales degrandes dimensiones aplastan y transportan a nogran distancia el material orgánico abatido, conser-vando parte del suelo en dónde se desarrollaba (nive-les rojos entre grandes bloques con vegetación en su

parte superior; zonas de lechos de materia orgánicaentre clastos o gravas de la serie depositada anterior-mente).Este proceso se desarrolló en varias ocasiones,

cerrando el ciclo la avalancha de bloques que sepultaa los últimos horizontes de paleosuelo. Los barrosformados por acumulaciones de agua en la cumbre oen espacios laterales, pudieron estar calientes y con-tener vapor, propiciando las desestabilizaciones deladera. Estos episodios se repitieron en intervalos detiempo no muy grandes ya que los espesores demateriales entre secuencias no son muy importantes. A veces, coinciden espacialmente en su desarrollo

lateral, sobre todo los más próximos, temporalmentehablando. La materia vegetal se encuentra en zonasarcillosas pero emparedada entre flujos de bloquesde dimensiones variables. Es decir, con una permea-bilidad ligada a la textura creada por los ”debris flow”y limitada por los lodos procedentes de las cineritasdel episodio tipo lahar. Por otra parte, los flujos delava incorporan y carbonizan la materia vegetal ydejan huecos que se unirán a las discontinuidadesprovocadas en el enfriamiento de la lava.Poco después del enterramiento de la materia

vegetal, se produce una litificación de todo el espesorde sedimentos finos. Probablemente en este episodiose carboniza, al menos parcialmente, la materia orgá-nica, liberando espacio en el interior del molde inter-no de los tallos enterrados y propiciando la invasiónde fluidos y partículas finas. La presencia de esmecti-ta sin evolucionar, en el interior de esos huecos, indi-ca una escasa temperatura, aunque el avance delodos calientes (debido a la llegada de flujos de lavasobre los suelos o acumulaciones de agua) es otraposibilidad que propiciaría la aparición de las prime-ras transformaciones en la roca primaria, incluyendouna primera fase de formación de pectolita. De esta manera, lodos cargados de pectolita pro-

cedentes de niveles inferiores invaden los huecosdejados por la expansión de la materia orgánica

Figura 36. Estrella de cristalización de pectolita azulada entre crucede grietas. El color no alcanza más de 20 mm en la misma fibra.Figure 36. Bluish pectolite crystallization star situated betweencrack junction. The colour does not reach more than 20 mm in thesame fiber.

Figura 37. Pectolita temprana mostrando una textura fluidal.Figure 37. Early pectolite showing a fluid texture.


coquizada sustituyen en secuencia creciente a lamateria carbonosa primero, y luego, en varias oca-siones, a las sustituciones anteriores, aportando colordesde los claros y tímidamente azulados a los verdesy francamente turquesa al final. En las primeras aportaciones de barros volcánicos,

el exceso de pectolita fue tan importante que, al mar-gen de las sustituciones, produjo grumos estiradoscon figuras fluidales (Fig. 37) y acumulaciones de piri-ta (parcialmente orgánica). Además, existen figurasde sedimentación de pectolita en la bases de lostallos rellenos de materiales volcánicos con consis-tencia plástica o fluida (Fig. 40). La aportación delInstituto del Carbón (Mª de los Ángeles Borrego,2006) señala el proceso de carbonización en casiausencia de óxigeno y una temperatura de 300 ºC.Otra posibilidad que no cambia sustancialmente la

anterior propuesta se refiere a considerar que el flujocalorífico casi siempre estuvo ligado a la invasión delas lavas, en un proceso muy defendido para la for-mación de yacimientos de zeolitas en WatchungMontain en USA. En este caso y apoyado en muchasevidencias, las coladas invadieron depósitos de arci-llas en lagunas muy someras provocando el flujo debarros y soluciones calientes de sentido ascendente,con reacción sobre la roca de caja y deposición de losproductos zeoliticos en grietas y lechos.La pectolita y otros minerales hidrotermales pro-

cede de niveles poco profundos (Fig. 38 y 39), perorelativamente alejados a las deposiciones de ladera.Los basaltos vacuolares presentan huecos rellenos dezeolitas, carbonatos y pectolita que en varios casos,

curiosamente, ya comienza a tomar el color azul. Lasvacuolas se comunican agrandando el tamaño y,posiblemente, los fluidos hidrotermales comienzan aascender por el paquete de fracturas, invadiendo par-cialmente los macizos de materiales volcánicos decierta porosidad y deteniéndose en los niveles másarcillosos (paleosuelos, por ejemplo). De todas mane-ras, gran parte del edificio volcánico se encuentrapenetrado por las avenidas hidrotermales (alteracio-nes descritas) y los barros saturados de fluidos hidro-termales han invadido los huecos ya descritos y, tam-bién, la base de los antiguos suelos, de estructurabrechoide y parcialmente porosa. Esta primera fasetransformativa coincidiría con la señalada en losbasaltos vesiculares de Islandia por P. S. Neuhoff yotros (1999).Se puede considerar una segunda fase con una

generalizada transformación de carácter hidrotermal,con la alteración de los minerales primarios de lasvolcanitas y la formación de inter-estratificados declorita-vermiculita, equivalente a los inter-estratifica-dos clorita-esmectita islandeses. En este caso, por lasrazones de acceso, todavía no se han podido definirzonalidades, ni en profundidad ni lateralmente. Según Joaquín Proenza (comunicación personal.

2007) a pesar de no encontrar geotermómetros deintercambio iónico en las especies cristalinas obser-vadas, la pectolita y la calcita son el resultado de unaetapa tardía que se encuentra rellenando la porosidadfinal. Así, el proceso de zeolitización es anterior a ladeposición de la pectolita, que, en algunos casos,crece pasivamente sobre minerales del grupo de lazeolita, tal como anteriormente se ha mencionado.


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Figura 38. Tres tallos vegetales sustituidos parcialmente porpectolita coloreada. Zona oeste de Mina Nueva.Figure 38. Three plant stems partially substituted by colouredpectolite. New Mine, west zone.

Figura 39. En el interior de las explotaciones de Mina Nueva,obsérvese la progresión de la pectolita coloreada hacia el molde deun tallo vegetal al que sustituirá.Figure 39. Inside the New Mine, note the progression of colouredpectolite into a plant stem mould that replaced the stem.



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El estudio de inclusiones fluidas realizado sobre lacalcita perteneciente a la última deposición, señalauna temperatura coherente con la coquización de lamateria orgánica (250 ºC-300 ºC). Es decir, con casiseguridad, con momentos de generación muy próxi-mos entre sí. La salinidad de este fluido invita a pen-sar en una celda de convención en donde participasetambién el agua marina próxima. La presencia delcobre nativo en la última fase coloreada, tanto dentrode los tallos sustituidos como en las venas exteriores,es una de las peculiaridades de esta fase. El genera-dor de calor podrá ser la llegada de lavas y la invasiónde diques póstumos. Con el enterramiento de todas las primeras series

volcánicas por la deposición de un potente nivel piro-clástico desaparece la etapa hidrotermal principal. Enla matriz de este piroclasto aparecen fragmentos conpectolita y calcita (Fig. 40). Este hecho nos indica quela fase de alteración ya había ocurrido y que tenía unaconsiderable extensión.La estructura actual del yacimiento se encuentra

totalmente afectada por la fase de deformación liga-da a la falla del río Cito y el apilamiento de las esca-mas en cuyo interior se emplazan las dispersiones yconcentraciones de pectolita coloreada. Estas trans-formaciones son de efectos puramente mecánicos,dislocando los niveles o venas portadoras y, en todo

caso, fragmentando y estriando algunos bloques ofragmentos de Larimar.

Esquema general de la formación del Larimar

Figura 40. Fragmento que contiene pectolita y calcita. Ello es de graninterés, pues pertenece a la última fase reconocida de la secuenciavolcánica, desprovista de todo interés minero, sin embargo, cuandose depositó ya existía una fase regional de transformaciones de bajogrado Lámina delgada x 2,5.Figure 40. Sample containing pectolite and calcite. This is veryinteresting, because it belongs to the last phase of the volcanicsequence, devoid of any mining interest. However, when it wasalready deposited a regional phase with low-grade transformationsalready existed. Thin slide x 2,5.

Figura 41. Fases principales en la formación del Larimar y suevolución posterior.Figure 41.Main stages in the Larimar formation and its subsequentevolution.


Conclusión

Ante las singularidades de la aparición de la pectolitacoloreada en azul, quizás única en el mundo, cabepreguntarse cuales han sido las condiciones que sehan acumulado para producir este caso tan excepcio-nal. Sin expresar la totalidad de hechos, sí podemosresaltar los siguientes:Existencia de un plateau oceánico en ascenso que,

en este caso, provoca aportes basálticos en mediocontinental (superficies de erosión aérea y formaciónde paleosuelos) y la coexistencia con efusionessumergidas (pillow-lavas). Alteración rápida de las superficies emergidas y

colonización vegetal a gran velocidad, tal como lodemuestran los abundantes vestigios orgánicos quetapizan los suelos, rápidamente enterrados, bien porcoladas de barro o por flujos de lava.Repetición casi sistemática de los acontecimientos

ligados a una secuencia de arrasamiento y efusiónlávica.Concentración de energía en determinados luga-

res que, juntamente con una fase fluida agresiva (5%salina y 200 ºC-300 ºC de temperatura) facilita sumovimiento, normalmente hacia niveles superiores,reaccionando con la roca de caja y desestabilizandosus minerales.Cantidades suficientes de metales en la roca de

caja (Cu, Mn, Va, Fe) que pueden determinar condi-ciones de cambio de coloración, todavía en fase deestudio. Extensión del fenómeno de transporte y limi-tación de la cantidad: existencia de niveles no pro-ductivos y también agotamiento del color. La normaes la aparición de tallos vegetales no totalmente sus-tituidos por pectolita coloreada y en el caso de fueseasí, éstos son de escaso diámetro. Existen tambiénsustituciones de frutos y semillas con figuras y tona-lidades diferentes.

Agradecimientos

Al referirnos a los investigadores de variadas espe-cialidades que han ayudado en la comprensión delproceso de formación de esta piedra preciosa, corre-mos el peligro de olvidarnos de mucha gente. LaUnión Europea en su programa de apoyo a la mineríadominicana contó con gestores de gran calidad técni-ca que apoyaron el proyecto de Bahoruco dentro delos programas SYSMIN I y II, tales son los caso deManuel del Campo y Enrique Burkhalter; además, elexcelente y desinteresado trabajo de la Doctora MaríaAngeles Borrego y el Doctor Diego Álvarez del INCARsobre las condiciones genéticas de las sustancias

orgánicas relacionadas con el Larimar, el profesorRicardo Castroviejo de la UPM, el investigador delIGME Félix Bellido, Marc Joubert ahora especialistaen la zona estudiada y otros más.

Referencias

Bellon, H., Vila, J.M., & Mercier de Lepinay B., 1985.Chronologie K-Ar et affinités géochimiques des mani-festations magmatiques au Crétacé et au Paléogènedans l’île d’Hispaniola. En: Géodynamique des Caraïbes.Editions Technip. Géodynamique des Caraïbes. pp. 329-340.

Bernhard Heinz-Jürgen. 2009. Universidad Ru-Bochum.Informe interno

Bente K., Thum R., Wannemarchaer J. 1991. ColoredPectolites so called Larimar, from Sierra de Bauruco,Barahona Province, southern Dominican Republic. N. Jb.Miner. Mh, Jg, , H-1. Stuttgart, January 1991

Borrego M. A. y Alvarez D. 2006. Informe del INCAR, aún sinpublicar

Burke, K., Fox, P.J., Sengor, M.C., 1978. Buoyant ocean floorand the origin of the Caribbean J. Geophys. Research, 83,pp. 3949-3954.

Byrne, D. B., Suarez, G., McCann, W. R. 1985. Muertosthrough subduction-microplate tectonics in the northernCaribbean nature, 317, pp. 420-421.

Calmus, T. 1983. Décrochement senestre sud-haitien:analyses et conséquences paléogéographiques dans larégion de Camp Perrin. Extrait Ann. Soc. Geol. Nord pp.309-316.

Cooper, C. 1983. Geology of the Fondo Negro region,Dominican Republic. MSc. Thesis, State University ofNew York, Albany, 145 p.

D.G. de Minería de la R. Dominicana y BGR, 1991. MapaGeológico de la República Dominicana 1/250.000. BGRHannover, 1991

Dolan, J., Mann, P., De Zoeten, R., Heubeck, C., Shiroma, J.& Monechi, S., 1991. Sedimentologic, stratigraphic, andtectonic synthesis of Eocene-Miocene sedimentarybasins, Hispaniola and Puerto Rico. Special PaperGeological Society of America, 262, pp. 217-263.

Dolan, J. F., Mullins, H.T. y Wald, D. J., 1998. Active tectonicsof the north-central Caribbean: Oblique collision, strainpartitioning and opposing subducted slabs . En: Dolan,J. F. y Mann, P. (Eds) Active Strick-Slip and CollisionalTectonics of the Northern Caribbean Plate BoundaryZone, Geological Society of America. Special Paper, 326.pp. 1-61.

Donnelly, T.W., Beets, D., Carr, M.J., Jackson, T., Klaver, G.,Lewis, J.F., Maury, R., Schellenkens, H., Smith, A.L.,Wadge, G. & Westercamp, D., 1990. History and tectonicsetting of Caribbean magmatism. En: Dengo G. andCase J. E. eds. The Caribbean region, Geol. Soc. Am.,Boulder, CO, United States (USA), United States (USA)

Draper, G., Mann, P. and Lewis, J. F. 1994. Hispaniola: inDonovan S.K. and Jackson, T. A. (eds.) CaribbeanGeology: an introduction, University of the West Indies


826



827

Publishers Association/University of the West IndiesPress, Kingston, Jamaica, pp. 129-150

Espí J.A. 1997. Análisis y Ordenación de la Minería Artesanalde la República Dominicana. Dirección General deMinería de la R. Dominicana. SYSMIN I

Espí J.A. y Pérez-Puig C. 2009. Estudio geológico einfraestructuras de apoyo en la minería del Larimar en laRepública Dominicana. Revista de la Escuela de Minas deMadrid, nº 6, pp. 101-113

Fujishima L. y Pow-Fong F. 1997. Hidrotermal mineralogy ofKeolu Hills, Oahu, Hawai. American Mineralogist. Vol. 62.pp. 574-582

García-Senz J., Monthel J., Díaz de Neira J.A., Hernaiz HuertaP. P., Escuder Viruete J., Pérez- Estaún A. 2007. La estruc-tura del Suroeste de la República Dominicana: un ejem-plo de deformación en régimen transpresivo. BoletínGeológico y MineroVol. 118, Nº 2, 2007, pp. 293-311

girard, D., Beck, C., Stephan, J. F., Blanchet, R. y Maury, R.1982. Pétrologie géochimie et signification géodyna-mique de quelques formations volcaniques crétacéesperi-caraibes, Bulletin de la Société Géologique deFrance, 24, pp. 535-544.

Heinz-Jürgen Bernhard, 2009. Universidad RU-Bochum.Informe interno

Hernaiz Huerta P.P., Díaz de Neira J.A., García-Senz J.,Deschamps I., Genna A., Nicole N., Lopera E., EscuderViruete J., Ardévol Oró LL., Pérez-Estaún A. 2007. Laestructura del suroeste de la República Dominicana: unejemplo de deformación en régimen transpresivo.Boletín Geológico y Minero, 118 (2), pp.337-358

Joubert M. 2010. R. Dominicana. Cartografía Geotemática.Hoja de La Ciénaga. 5970-II. Proyecto SYSMIN II.Consorcio IGME-BRGM-INYPSA

Lewis, J. F., 1982. Ultrabasic and associated rocks inEspañola. Transactions of the Caribbean GeologicalConference. Memorias - Conferencia Geológica delCaribe, 9, pp. 403-408.

Mann, P., McLaughlin, P.P. y Cooper, C. 1991c. Geology ofthe Azua and Enriquillo basins, Dominican Republic; 2,Structure and tectonics. Geological Society of America.Special Paper 262.

Mann, P., Draper, G. y Lewis, J. F., 1991a. An overview of thegeologic and tectonic development of Hispaniola.Special Paper Geological Society of America, 262, pp. 1-28.

Masson, D.G., y Scalonn, K.M. 1991. The neotectonic settingof Puerto Rico. Geological Society of American Bulletin,103, pp.144-154.

Maurrasse, F., Husler, J., Georges G., Schmitt, R. Y damond,P. 1979. Upraised Caribbean Sea floor below acousticreflector B in the Southern Peninsula of Haiti, Geologyen Mijnbuow, 58, pp. 71-83

Mercier de Lepinay, B.1987. L�évolution géologique de labordure Nord-Caraïbe: Exemple de la transversale del�íle Española. Thèse doctorat, Université Pierre et MarieCurie, pp. 378.

Neuhoff P.S., Fridriksson T., Arnorsson, S., Bird D.K. 1999.Porosity evolution and mineral paragenesis during low-grade metamorphism of basalt lavas at Teigarhorn, east-ern Iceland. American Journal of Science, V. 299, June1999, pp. 467-501

Pérez-Estaún A., Hernaiz Huerta P. P, Lopera E., M. Joubert,Escuder Viruete J., Díaz de Neira J.A., Monthel J.,García-Senz J., Ubrien P., Contreras F., Bernárdez E.,Stein G., Deschamps Y., García Lobón J. L., Ayala C. 2007.Geología de la República Dominicana: de la construc-ción de arcos-isla a la colisión arco-continente. BoletínGeológico y Minero, Vol. 118, Nº 2, 2007, pp. 157-173.

Sen, G.R., Hickey-Vargas G., Waggoner y Marausse F. 1988.Geochemistry of basalts from the Dumisseau formation,southern Haiti; implications for the origin of theCaribbean crust. EOS Transactions of the AmericanGeophysical Union, 59, 403 pp..

Van den Berghe, B. 1983. Evolution sédimentaire et structu-rale depuis le Paléocène de secteur Massif de la Selle-Bahoruco-Nord de la Ride Beata dans le orogénie nordCaraïbe. These Doctoral. Paris France. Université Marieet Pierre Curie, 205 pp.

Woodruff, R.E. y Fritsch, 1989. Blue Pectolite from theDominican Republic. Gems and Geology. Winter 1989.pp. 216-225.

Recibido: marzo 2015Revisado: junio 2015Aceptado: julio 2015Publicado: septiembre 2017


espí, j. a. minero, 128 (3): 803-827 issn: 0366-0176 … · palabras clave: geología caribe,...

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